I biocomputer stanno uscendo dai laboratori e promettono una rivoluzione senza precedenti: sistemi di calcolo costruiti non con transistor o circuiti in silicio, ma con neuroni umani viventi, in grado di imparare, riconoscere schemi, reagire a stimoli e consumare una quantità di energia infinitamente inferiore rispetto alle tecnologie digitali tradizionali.
Questa frontiera futuristica nasce da una necessità concreta: ridurre il consumo energetico dell’intelligenza artificiale e delle infrastrutture digitali globali, oggi tra i settori più energivori del pianeta.
E se per farlo bastasse imitare – o addirittura usare – il più potente e sostenibile sistema computazionale mai esistito?
Il cervello umano.
Perché i biocomputer sono nati: un problema energetico enorme
La scintilla che ha dato vita ai biocomputer è un’evidenza ormai sotto gli occhi di tutti:
- Il cervello umano consuma circa 20 watt, come una piccola lampadina.
- Un data center può arrivare a richiedere fino a 10 megawatt per elaborare quantità comparabili di informazioni.
Un divario abissale che sta diventando insostenibile. L’esplosione dell’IA generativa, dei servizi cloud, dei motori di ricerca e dei sistemi di analisi in tempo reale rischia infatti di far collassare i consumi globali di energia.
Da qui la domanda:
è possibile creare sistemi di calcolo ispirati alla biologia, molto più efficienti e intelligenti?
La risposta, oggi, è un entusiasmante “sì”.
Come nascono i biocomputer: dalle cellule della pelle ai mini-brain
I biocomputer utilizzano neuroni umani reali disposti in strutture tridimensionali simili a piccoli organi viventi.
Ecco il processo:
- Prelievo delle cellule della pelle.
- Riprogrammazione in cellule staminali pluripotenti.
- Differenziazione in neuroni specializzati.
- Organizzazione in piccoli aggregati 3D chiamati organoidi cerebrali o mini-brain.
Nonostante il nome, questi organoidi non sono cervelli in miniatura:
- non hanno vasi sanguigni
- non hanno aree funzionali distinte
- non hanno input sensoriali naturali
- imitano solo alcune funzioni basilari della corteccia
Tuttavia, possiedono una caratteristica cruciale:
sono capaci di elaborare informazioni e “imparare” a riconoscere schemi.
Come funzionano i biocomputer: neuroni collegati a elettrodi
Per dialogare con i sistemi digitali, gli organoidi vengono posizionati su una matrice di micro-elettrodi che funge da ponte tra il mondo biologico e quello elettronico.
Il processo è semplice e rivoluzionario:
- il computer invia impulsi elettrici → input
- i neuroni rispondono con scariche elettriche → output
- gli algoritmi analizzano i pattern delle loro risposte
- il sistema interpreta questi segnali come dati computazionali
In altre parole, i neuroni diventano unità di calcolo viventi.
Cosa sanno fare oggi i biocomputer
A oggi, i biocomputer vengono usati principalmente per la ricerca, ma i risultati ottenuti sono già sorprendenti.
1. Modelli per malattie neurologiche
Gli organoidi permettono di:
- studiare epilessia
- analizzare forme di autismo
- osservare degenerazioni senili
- valutare nuove terapie
E lo fanno riducendo l’uso di animali nelle fasi preliminari degli studi.
2. Riconoscere pattern complessi (come il Braille)
Un team dell’Università di Bristol ha dimostrato che:
- 10.000 neuroni possono riconoscere le lettere del Braille
- 30.000 neuroni migliorano significativamente la precisione
Una capacità incredibile per sistemi così piccoli.
3. Imparare a giocare (come a Pong)
La società australiana Cortical Labs ha addestrato organoidi a giocare al videogioco Pong, premiando o penalizzando le loro risposte elettriche.
È il primo esempio di intelligenza biologica addestrata.
La stessa azienda vende già un biocomputer commerciale a 35.000 dollari.
4. Prevedere fenomeni ambientali
All’Università della California – San Diego, gli scienziati stanno sviluppando organoidi con milioni di cellule, capaci di:
- rilevare sostanze inquinanti
- prevedere la diffusione di sversamenti petroliferi
- reagire a cambiamenti ambientali minimi
Una sorta di biosensore vivente.
Biocomputer in affitto: il “cloud biologico”
Per rendere accessibili queste tecnologie, la svizzera FinalSpark ha creato NeuroPlatform:
- 16 organoidi collegati via Web
- accessibili per esperimenti remoti
- università: gratis
- aziende: fino a 5.000 dollari al mese per un organoide “dedicato”
Una sorta di server biologico affittabile come un normale servizio cloud.
I limiti attuali dei biocomputer
Nonostante il potenziale, i problemi da risolvere sono ancora enormi.
1. Dimensioni
Gli organoidi contano:
- centinaia di migliaia di neuroni
vs - gli 86 miliardi del cervello umano
2. Durata limitata
Vivono solo pochi mesi, perché le cellule interne non ricevono nutrienti sufficienti.
3. Stabilità elettrica
Maturando, cambiano il loro comportamento elettrico → difficile ottenere risposte riproducibili.
4. Variabilità biologica
Ogni organoide è diverso per:
- composizione
- densità
- maturazione
Quindi i risultati spesso non sono standardizzabili.
5. Costi elevati
Creare, nutrire, monitorare e mantenere questi sistemi viventi è estremamente costoso.
Conclusioni: un futuro possibile, ma ancora lontano
I biocomputer rappresentano una delle frontiere più affascinanti della tecnologia contemporanea.
Sono una finestra sul futuro, dove la computazione potrebbe essere:
- più sostenibile
- più efficiente
- più simile ai sistemi viventi
Ma nonostante i progressi, le basi biologiche attuali non permettono ancora di sostituire i computer tradizionali.
Come sottolinea la professoressa Angela Di Baldassarre, gli organoidi offrono una prospettiva interessante ma richiedono ancora anni – forse decenni – di ricerca per diventare strumenti computazionali veri e propri.
